SU1585661A1 - Датчик малых перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к средствам измерени  перемещений, и может быть использовано дл  измерени  дефораций или малых перемещений, конструкций в широком диапазоне изменени  этих величин. Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей датчика за счет плавного регулировани  его чувствительности, что достигаетс  предварительным сжатием С-образных упругих элементов с закрепленными на них с обеих сторон тензорезисторами с помощью регулировочных винтов, а также работой одного из этих элементов на раст жение, а другого - на продольное сжатие, вследствие чего улучшаетс  линейность градуировочной характеристики датчика. Измер емое перемещение через шток и рычаг передаетс  первому основанию, установленному с возможностью вращени  на штифте, закрепленном в выступах неподвижной каретки. Начальное взаимное положение упругих элементов регулируетс  винтами в подвижной каретке, фиксирующими положение второго основани . Датчик позвол ет плавно измен ть чувствительность к перемещению штока, что обеспечивает проведение одним и тем же датчиком измерени  перемещений в широком диапазоне их изменени . Эксплуатационные возможности такого датчика расшир ютс  также благодар  обеспечению взаимозамен емости разных датчиков при соответствующей настройке их чувствительности. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной ехнике, а именно к средствам измерени  перемещений, и может быть использовано л  измерени  деформаций или малых пеемещений конструкций в щироком диапазоне изменени  этих величин.

Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей датчика за чет плавного регулировани  его чувствиельности , что достигаетс  предварительным жатием С-образных упругих элементов с закрепленными на них с обеих сторон тензорезисторами с помощью регулировочных винтов, а также работой одного из этих элементов на раст жение, а другого - на продольное сжатие, вследствие чего улучшаетс  линейность градуировочной характеристики датчика.

На фиг. 1 и 2 п-редставлен датчик малых перемещений, разрез; на фиг. 3 - датчик, вид сбоку; на фиг. 4 - С-образ- ный упругий элемент, разрез.

Датчик малых перемещений содержит полый цилиндриеский корпус 1, закреплен- ные на его торцах днище 2 и крышку 3 с выполненными в них по оси корпуса 1 соответственно резьбовым и гладким отверсти ми 4 и 5, две консольно закрепленные в днище 2 симметрично относительно оси корпуса 1 цилиндрические направл ющие 6 и 7, две установленные на направл ющих 6 и 7 с возможностью перемещени  одной из них каретки 8 и 9 с выступами, в которых выполнены соосные отверсти  10 и 11, 12 и 13, оси которых лежат в плоскости осей направл ющих 6 и 7 и перпендикул рны им, две установленных между каретками 8 и 9 витых цилиндрических пружины 14 и 15, кажда  из которых охватывает одну из цилиндрических направл ющих 6 или 7, щток 16, установленный с возможностью продольного перемещени  в гладком отверстии 5 крышки 3 корпуса 1, рычаг 17 с упругим шарниром 18 на одном конце и резьбовым отверстием 19 на другом конце, закреплен ный на крышке 3 и взаимодействующий средней частью с концом штока 16, четыре регулировочных винта 20-23, шарик 24, закрепленный на конце регулировочного винта 20, два штифта 25 и 26, установлен5 ные с возможностью врашени  соответственно в отверсти х 10 и 11 неподвижной каретки 8 и отверсти х 12 и 13 подвижной каретки 9, два плоских основани  27 и 28, каждое из которых выполнено с отверстием 29 и 30 в средней части,

0 в котором установлен соответственно штифт 25 или 26, два С-образных упругих элемента 31 и 32 с закрепленными с обеих сторон тензорезисторами 33, каждый из которых выполнен с упругими шарнирами 34 на концах и соединен через них с каж5 дым из двух плоских оснований 27 и 28 так, что он симметричен относительно оси корпуса 1 другому С-образному упругому элементу.

Подвижна  каретка 9 выполнена с дву„ м  резьбовыми отверсти ми 35 и 36, оси которых параллельны и расположены симметрично относительно оси корпуса 1 в плоскости , перпендикул рной оси штифта 26. Первый регулировочный винт 20 с шариком 24 на конце, предназначенный дл 

5 выборки люфта штока 16, установлен в резьбовом отверстии 19 рычага 17 и взаимодействует через шарик 24 с плоскостью первого основани  27, второй и третий регулировочный винты 21 и 22 установлены в резьбовых отверсти х 35 и 36 подвиж0 ной каретки 9 и взаимодействуют с плоскостью второго основани  28, четвертый регулировочный винт установлен в резьбовом отверстии 4 днища 2 и взаимодействует с подвижной кареткой 9.

Датчик малых перемещений работает сле дующим образом.

Перед измерением на объекте датчик настраивают на требуемую чувствительность , дл  чего регулировочным винтом 23

перемещают подвижную каретку 9 в требуемом направлении. Сжатие С-образных упругих элементов 31 и 32 приводит к снижению их чувствительности к перемещению. После установлени  требуемой чувствительности провод т градуировку датчика, определ ют нелинейность градуировочной характеристики и при необходимости корректируют ее в определенных пределах вращением регулировочных винтов 21 и 22. После корректировки нелинейности оба винта 21 и 22 должны быть ввернуты в резьбовые отверсти  35 и 36 до упора в плоскость второго основани  28, благодар  чему обеспечиваетс  фиксаци  положени  этого основани  28 относительно каретки 9. После настройки датчик устанавливают на объект и соедин ют его шток 16 с подвижной частью этого объекта, перемещение которой требуетс  измерить. При перемещении штока 6 внутрь корпуса 1 датчика шарик 24 на конце регулировочного винта 20 давит на плоскость первого основани  27 эксцентрично относительно его оси вращени  вокруг штифта 25. Поддействием этого перемещени  шарика 25 основание 27 поворачиваетс  вокруг оси вращени , вследствие чего один С-образный упругий элемент 31 уменьшает свою кривизну , а другой - увеличивает ее. Соответственно измен ютс  сопротивлени  тензо- резисторов 33, включенных в смежные плечи моста. Сигнал с измерительной диагонали моста регистрируетс  соответствующей аппаратурой, по значени м этого сигнала и известной чувствительности датчика определ ют измеренные значени  перемещени .

Предлагаема  конструкци  датчика позвол ет плавно измен ть его чувствительность что обеспечивает проведение одним и тем же датчиком измерени  перемещений в широком диапазоне их изменени . Эксплуатационные возможности такого датчика расшир ютс  также благодар  обеспечению взаимозамен емости разных датчиков при соответствующей настройке их чувствительности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Датчик малых перемещений, содержащий два плоских основани , два С-образных упругих элемента с закреп ленными на них тензорезисторами, каждый из которых соединен своими концами соответственно с каждым из оснований, и четыре регулировочных винта, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей за счет плавного

   регулировани  чувствительности датчика, он снабжен полым цилиндрическим корпусом , закрепленным на его торцах днищем и крыщкой с выполненными в них по оси корпуса соответственно резьбовым и гладким отверсти ми, двум  консольно за крепленными в днище симметрично относительно оси корпуса цилиндрическими направл ющими , установленными на направл ющих подвижной и неподвижной каретками с выступами, в которых выполнены соос5 ные отверсти , оси которых лежат в плоскости осей направл ющих и перпендикул рны им, двум  щтифтами, каждый из которых установлен в отверсти х одной из кареток , двум  установленными между каретками витьши цилиндрическими пружинами,

   0 кажда  из которых охватывает одну из цилиндрических направл ющих, штоком, установленным с возможностью продольного перемещени  в гладком отверстии крышки корпуса, рычагом с упругим шарниром на

   5 одном конце и резьбовым отверстием на другом конце, закрепленным на крышке и взаимодействующим средней частью с концом штока, и шариком, закрепленным на конце одного из регулировочных винтов, С-образные упругие элементы выполнены с 0 упругими шарнирами в местах креплени  к основани м и расположены симметрично относительно оси корпуса, каждое из плоских оснований выполнено с отверстием в средней части, ось которого перпендикул рна плоскости, проход щей через продольные 5 оси симметрии тензорезисторов, подвижна  каретка выполнена с двум  резьбовыми отверсти ми, оси которых параллельны и расположены симметрично относительно оси корпуса в плоскости, перпендикул рной оси штифта, первый регулировочный винт с шариком установлен в резьбовом отверстии рычага и взаимодействует с плоскостью первого основани , второй и третий регулировочные винты установлены в резьбовых отверсти х подвижной ка- 45 ретки и взаимодействуют с плоскостью второго основани , четвертый регулировочный винт установлен в резьбовом отверстии днища и взаимодействует с подвижной кареткой , а каждый из штифтов установлен с в.озможностью вращени  соответственно в 50 отверстии одного из плоских оснований.

   J

   33